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Herstellung von Holzbeton ' 1 )er aus Zement und Holzabfällen (Sägemehl,
Hobelspäne tr. dgl.) mit oder ohne mineralische Zuschläge (Sand, Gesteinsmehl) hergestellte
Holzbeton hat als leichtes, wärmeisolierendes, sägbares und nagelbares Baumaterial
erhebliche Bedeutung gewonnen.
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Es ist bekannt, daß die unmittelbare Verarbeitung der aus den genannten
Bestandteilen angesetzten Mischung nicht zu befriedigendem Ergebnis führt.Schon
in kompaktenStücken(Balken,Pfählen) unterliegt das Holz einer erheblichen Quellung
und Schwindung, wenn es vom Wasser durchfeuchtet wird bzw. trockener Luft ausgesetzt
ist; diese Erscheinung tritt in weit größerem Ausmaße bei der feinen Aufteilung
des Holzes in Form von Mehl oder Spänen in Erscheinung. Da durch diese Vorgänge
das Gefüge des abbindenden und erhärtenden Zements bis zur völligen Unterbindung
einer Erhärtung gestört wird, werden die Holzteilchen einer Vorbehandlung unterzogen,
welche die Quellung verhindert oder wenigstens stark einschränkt und welche man
als Mineralisierung, vielfach, meist unzutreffend, als Verkieselung bezeichnet.
Diese Vorbehandlung besteht in einer Tränkung der Holzzuschläge in verschiedenen
Lösungen oder Aufschlärnmungeri anorganischer Stoffe, welche in geeigneter Weise
auf das Holz einwirken. Die im wesentlichen verwendeten Tränkungsmittel sind (nach
C h a r i s i u s, »Über das Wesen, die Herstellung und Eigenschaften von Holzbeton«,
Berlin
1946) Kalkmilch, Zementschlämme, Wasserglas, Magnesiumfluat,
Calciumchlorid und sonstige kolloidale wäßrige Aufschlämmungen.
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Auf die Vorzüge und Nachteile, die für jede dieser Behandlungsweisen
im einzelnen geltend gemacht werden, braucht nicht näher eingegangen zu werden.
_111m gemeinsam ist, daß der Fabrikationsprozeß in zwei Phasen zerfällt, in die
Vorbehandlung des Holzes und die eigentliche Herstellung des Formstücks, Verlegung
eines Estriches oder ähnlicher Fertigungen. Das bedeutet eine erheblicheBelastung
hinsichtlich Raumbedarfs, Wartezeit und Arbeitskraft.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die llerstellung des Holzbetons
in einem Arbeitsgang durch Zusatz eines Gemisches eines löslichen Erdalkalisalzes
(insbesondere Calciumchlorid) mit einem Nitrit oder von Calciumnitrit allein zum
Anmachewasser des Holzbetons.
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1)as Verfahren stellt nicht eine einfache Obertragung der von gewöhnlichem
Beton her bekannten Vorteile des Zusatzes von löslichen Erdalkalisalzen, insbesondere
von CaC12 auf den Holzbeton dar. Die Verkürzung der Abbindezeit, der Entschalungsfrist,
Lagerzeit usw. ist zwar allein schon von erheblicher Bedeutung, sie würde jedoch
beim Holzbeton nicht zum gewünschten Erfolg führen, wenn nicht gleichzeitig die
Gefügestörungen durch das Arbeiten des Holzes unterbunden würden. Ebenso besteht
das Verfahren nicht einfach in einer Abwandlung der erwähnten Vorbehandlung des
Holzes mit entsprechenden Salzen; es konnte keineswegs vorhergesehen werden, daß
die mineralisierende Wirkung z. B. des Chlorcalciums, welche eine Wartezeit zwischen
der Vorbehandlung und dem Hauptansatz erforderlich macht, gewahrt bleibt, wenn das
Chlorcalcium erst leim Hauptansatz auf das Holz zu wirken beginnt.
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Ein Zusatz von Calciumchlorid allein hat überdies den Nachteil, die
Rostbildung z. B. an eingelegten Drahtnetzen, Verankerungen, Nägeln usw. zu begünstigen.
Es hat sich herausgestellt, daß der an sich bereits vorgeschlagene Zusatz von Nitriten
auch hier rostverhindernd wirkt. Überraschender-«-eise wird außerdem durch einen
angemessenen Zusatz von Nitrit die Quellung des Holzes besonders stark gehemmt und
auch die Festigkeit des Holz-Betons weiter gesteigert. Eine schädliche Reaktion
des Nitrits mit den organischen Säuren des Holzes, welche bei einer Tränkung des
Holzmehls allein unter Umständen an einer schwachen Entwicklung nitroser Gase zu
erkennen ist, wird durch das aus dem Zement sofort abgeschiedene freie Calciumhydroxyd
verhindert.
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Eingehende Quellungsversuche an Holzkörpern haben ergeben, daß die
Volumzunabme in reinem Wasser im Anfang sehr groß ist und nach Ablauf eines Tages
schon fast den Endwert erreicht, während sie in der Chlorcalciumlösung die Hälfte,
in der nitrithaltigen Lösung nur ein Drittel beträgt. Erst nach 4 Wochen erreicht
sie in Chlorcalcium den gleichen Wert wie in Wasser, während sie im Nitritgemisch
auch dann noch wesentlich geringer bleibt. Daher ist die Wirkung des Nitritgemisches
in der Abbinde- und ersten Lrhä rtungsphase am günstigsten, um in dem kritischen
Stadium Gefügestörungen zu verhindern. Hat der Zement nach einsetzender Erhärtung
eine gewisse Festigkeit erreicht, so ist die Gefahr der Gefügesprengung durch Volumzunahmen
der Holzteilchen überstanden. Die weiter vorgenommenen nachstehend beschriebenen
Festigkeitsversuche bestätigen das nicht nur, sondern beweisen zudem, daß die erfindungsgemäße
Anwendung eines Zusatzmittels auch eine Gütesteigerung in Festigkeit und Raumbeständigkeit
gegenüber den Vorbehandlungsverfahren hervorruft. Die absoluten Festigkeitswerte
können, da es sich um von Hand hergestellte Proben handelt, nicht mit denen industriell
erzeugter Betonkörper verglichen werden.
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i. Druckfestigkeit nach 7 Tagen aus i Gewichtsteil Zement, i Gewichtsteil
Sand und i/2 Gewichtsteil Holzmehl, entsprechend einer Raumteilmischung von etwa
i : O, 8 : 3, mäßig weich mit stets gleichen Flüssigkeitsmengen hergestellt. Die
Mittelwerte aus drei gut übereinstimmenden Einzelergebnissen sind:
| a) ohne Zusatz . . . . . . . . . . . . . . . . 8,2 kg/cm2 |
| b) Holzmehl mit einem handels- |
| üblichen Mineralisierungsmittel |
| (Chloridlösung) vorbehandelt. . 36,8 kg/cm2 |
| c) Holzmehl nicht vorbehandelt, |
| aber 20 % nitrithaltige Zusatz- |
| inischttng gemäß Erfindung im |
| Antnacliewasser des iv-lörtels . . 44,6 kg/cm2. |
2. Druck- und Biegezug-Festigkeitsprüfungen nach t 5o T agen an gleichen Mi schungen
wie unter i.:
| Biegezug Druck |
| a) ohne Zusatz nicht prüfbar |
| b) Vorbehandlung mit einem han- |
| delsüblichen Nlineralisator .... 37,8 137,0 |
| c) ohne Vorbehandlung mit 2010 |
| Zusatz gemäß Erfindung zum |
| Anmachewasser ............ 4o,4 1,44,7- |
3. Untersuchung auf Quellung und Sehwindung. Die Mörtelprismen
70 X 15 X io cm wurden auf Quellung und Sehwindung untersucht. Die Zahlen
geben die Längenänderung in Zentimeter pro Meter, bezogen auf die Messung bei der
Entformung:
| 6o weitere |
| Lagerung 6 Tage 83 weitere Tage wieder Differenz Differenz |
| feucht Tage trocken feucht vom 7. zum vom 90. zum |
| 9o. Tage 150. Tage |
| Gesamtalter y Tage 9o Tage 15o Tage |
| a) +o,695 mürbe mürbe - - |
| b) +0,345 -I500 -0,190 -I845 -i- 1>3I0 |
| c) -r- o,165 -1,095 - o,66o -1,26o -f- o,435 |
I',ci den T.:iugetiinessttngen verdienen besonders dic I >ittereiizbeträge
der letzten zwei Spalten Beachtung, aus denen ,ich ein starkes Abklingen der \'oltini;in(lertingen
bei dem gemäß vorliegendem Patent hergestellten Holzbeton ergibt.
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Es hat sich ferner gezeigt, daß der nach dem vorliegenden Patent hergestellte
Holzbeton eine aus-`(,zeichnete Verfestigung durch nachträgliche Behandluttg tnit
Kesslerschen Fluaten erfährt. Diese I«>iinen, wie üblich, als Anstrich aufgebracht
oder als "I'auchli#stttig verwendet werden, wobei infolge der F'oto>it;it des Holzbetons
das Eindringen erleichtert und somit nicht nur die von normalem Beton her bekannte
Oberflächenhärtung, sondern eine tiefgdtcttde @-crtcsti@@ung erzielt wird.